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便携式激光甲烷检测仪发光的强度

来源: 发布时间:2022-11-11 1001 次浏览

便携式激光甲烷检测仪甲烷是一种无色、无味、易燃、易爆的气体,不仅造成煤矿作业的重大安全隐患,而且又是温室效应的重要气体之一,对于甲烷气体的监测具有极其重要的意义。采用混合可调谐二极管激光吸收光谱(TD-LAS)与波长调制光谱(WMS)的检测技术,利用甲烷的2v3(第二泛频带)带R(3)支带吸收谱线,设计并研制出痕量甲烷气体检测仪。通过调谐系数-0.591cm-1·K-1,采用改变DFB激光器工作温度的方式来获得甲烷在1.654μm处的更佳吸收谱线。待DFB激光器激射中心谱线选择后,通过调节其注入电流幅值来获得合适的发光强度。同时,结合频率调制技术将待测信号频率移至高频区,减小1/f噪声。在光学结构方面,采用有效光程为76m的herriott气室,确保对痕量甲烷气体进行检测由于甲烷气体分子光谱在红外区域具有“指纹”特征,与其他检测技术相比,TDLAS检测技术具有极高分辨率和较高选择性。近些年采用TDLAS检测技术痕量甲烷气体检测领域的报道开始不断出现。Yufei等采用甲烷的近红外吸收光谱,利用DFB激光器对痕量甲烷进行了测量,检测浓度下限达到了1.5μmol·mol-1。Scherer等对甲烷、一氧化碳和一氧化二氮的混合气进行了检测,其中甲烷气体浓度检测下限达到了2μmol·mol-1。国内方面,陈霄采用窄带DFB激光器结合TDLAS技术对甲烷气体进行了测量,检测下限达到了50μmol·mol-1。

便携式激光甲烷检测仪虽然国内采用单一TDLAS技术对甲烷气体浓度取得一定的成果,但是基于TDLAS-WMS混合检测技术的痕量甲烷气体检测仪却未见报道。本文采用DFB激光器,基于混合TDLAS-WMS检测技术,使其激射光谱扫描甲烷强吸收的2v3(第二泛频带)带R(3)谱线,利用Voigt线形的近似表达式来对吸收截面进行计算。


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